Famkirina Sensorên Optîkî: Cûre, Prensîb, û Serlêdan
2024-05-24 9240

Sensorên optîkî di teknolojiya nûjen a nûjen de rolek sereke dileyzin.Van senzoran cîh, hebûn, taybetmendiyên tiştan vedîtin û wergirtina nîşanên ronahiyê û bi berfirehî li zeviyên wekî otomatîk, elektronîkî, biyomedicine, biyomedicine û çavdêriya jîngehê têne bikar anîn.Ev gotar dê di nav celebên cûda, rêgezên xebatê de, û serlêdanên pratîkî yên sensorên optîkî bişewitînin da ku alîkariya xwendevanên bi tevahî fêm bikin û potansiyela optîkî ya sensên optîkî di senaryoyên cuda yên teknîkî de fêm bikin.Ji strukturên pira ji senzerên optîkî heya taybetmendiyên yekta yên sensên optîkî, ji bo nimûneyên taybetî yên li serîlêdanên cîhanî yên rast, dê ev gotar dê cûrbecûr û tevliheviya sensorên optîkî eşkere bike.

Ketelog

Gîha 1: Sensora optîk

Sensorek optîkî çi ye?

Ew Sensora optîkî Sêwirana li ser bingeha pira gopalê ya genimê ye.Di endezyariya elektrîkê de, pira genimê hevokek ji berxwedanên naskirî û nenas bikar tîne da ku nirxa berxwedana nenas bi berhevkirina voltaja.Bi vî rengî, sensorên pira ronahiyê avahiyek pira bi çar fotodettector bikar tînin da ku guhartinên di pozîsyona beam de bigirin.

Pêşîn, operator pozîsyona detektoran vedihewîne da ku pêbaweriyê her çar detektorên bi rengek wekhev diherike.Dema ku tîrêjê hatî definkirin, her detektor bi rengek ronahiyê cûda cûda digire.Dûv re dorpêçê van nîşanan pêvajoyê dike da ku pozîsyona rast û birûskê ya tîrêjê diyar bike.

Gîha 2: Sensora optîk

Mînakî, heke tîrêjê rast derbas dibe, detektorek rasttir ronahiyê distîne û detektora çepê kêmtir ronahiyê digire.Pêvajoya nîşana Circuit zû vê guhartinê nas dike û hesab dike, daneyên pozîsyona rastîn hilberîne.Pêvajoyek zû û pir rast e, sensorên optîkî di alavên otomatîk û pergalên pozîsyona bilind de girîng e.

Prensîba xebatê ya hesta optîkî

Sensorên optîkî cîh û hebûna tiştan bi ronîkirina ronahiyê û girtina refleksên an qutkirina van tîrêjan vedîtin.Sensor diodên ronahiyê de bikar tîne (LEDs) da ku tîrêjek ronahiyê bişopîne.Dema ku ev beam bi lêkerekê re rû bi rû dimîne, ew dikare bi senzorê were xuyang kirin an jî ji hêla lêkerê ve hatî asteng kirin.

Hêjmar 3: prensîba xebatê ya hesta optîkî

Li ser xeta meclîsa otomatîk, operatoran helwest û hişmendiya sensoran li ser bingeha taybetmendiyên lêkerê, wek mînak, size, size, û cîhê hêvîdar.Qebûlbûna senzorê ji bo tespîtkirina tiştan ji materyalê serbixwe ye, gelo dar, metal, an plastîk e, ku ew ji bo hawîrdora hilberîna pir-madî îdeal e.

Mînakî, tespîtkirina şûşeyên qelew ên zelal hewce dike ku sensor were pejirandin ku materyalên zelal nas bike.Tiştên zelal ronahiyê bi rengek bi rengek ronahî nagirin, ji ber vê yekê sensor hewceyê hestiyariya bilindtir an çavkaniyek ronahiya taybetî (wekî mînak infrared).

Wekî beşek ji sêwirana wê, senzor ji tîrêjên ronahiyê re vegotin an qut kirin.Gava ku hebek beza blok dike, sensor yekser nîşana pergala kontrolê dişîne nîşana cîhê an rêwîtiyê.Ger ronahî were xuyang kirin, sensor bi zorê û zeviyê refleksê bikar tîne da ku taybetmendiyên lêkerê, wek mînak materyal û materyalê erdê.

Celebên senzorên optîkî

Gelek celeb hestyarên optîkî hene, her yek bi prensîbên xebitandinê û serlêdanên taybetî.Ya jêrîn hin celebên sensor ên optîkî yên hevbeş di senaryoyên rastîn ên cîhanê de têne bikar anîn.

Amûrên photokonîk ên li ser bingeha zirarê ya ronahiyê li gorî girtina ronahiyê guherîn.Gava ku ronahî li ser senzor, elektronên di materyalê de vedibêje, enerjiya ronahiyê digire û berbi koma kondomê ve dibe, zêdebûna konsepta materyalê.Amûrên photoconductive di pergalên tespîtkirina ronahiyê de, wekî lampên xweser ên otomatîk têne bikar anîn.Pêdivî ye ku operatoran şert û mercên ronahiyê yên hawîrdorê bifikirin da ku dema ku van amûrên rast bikin kontrola rast bikin.

Hucreyên Photovoltaic (hucreyên solar) enerjiya ronahiyê rasterast di nav enerjiya elektrîkê de bi riya bandora photoelectric di materyalên nîvruktorê de veguherînin.Wêneyên elektronên ji koma valence ji koma vala dikin, afirandina cotek elektron-cot çêkir û bi elektrîkê elektrîkê afirandin.Van batteran ji bo hilberîna enerjiyê û hêzên dûr ên wekî satelîtan û kamerayên çavdêriya derveyî hêz têne bikar anîn.

Hêjmar 4: Hucreyên Photovoltaic

PhotoDiodes bandora wêneyan bikar tîne da ku ronahiyê veguherîne li ser ekrana elektrîkê.Gava ku ronahî li devera aktîvkirinê digire, avahiya wan navxweyî dikare zû bersiv bide û ji nû ve veberhênanek elektrîkê çêbikin.Van senzoran bi gelemperî di binçavkirin û amûrên ragihandinê yên ronahiyê de wekî kontrolên dûr û fabreyên fable têne bikar anîn.

Figureikilî 5: Photodiodes

Phototransistors bi eslê xwe fotodiododes in.Gava ku ronahî li ser Junction Binge-Collector grevê, nîgarek hundurîn a hundurîn tête çêkirin, çêkirina wê ji bo tespîtkirina nîşanên ronahiya qels e.Van senzoran bi taybetî di serlêdanên ku hewcedariya xwe heye, wek amûrên pîvana optîkî de di laboratîfan de kêrhatî ne.

Hêjmar 6: Phototransistors

Sensor refleksê

Sensorên refleksê di cîhazek yekane de veguheztinek û wergirê hevber dikin, ku destûrê dide ku tîrêjê emeliyatê were xuyang kirin ku bi riya rûbirûbûnê an astek berbiçav ve were xuyang kirin.Dema ku hebek têkeve rêça tîrêjê, ew ronahiyê diqedîne, senzorê digire.

Ji bo sazkirina senzor, pêdivî ye ku ew ji bo refleksa çêtirîn rast were cih û tewandin.Pêdivî ye ku operator pozîsyona hestiyariyê rast bikin da ku bicîh bikin ku rûyê berbiçav pir mezin e û bi rehetî bi rengek bi bandor li ser wergirê nîşan dide.

Mînakî, di xêzên pakkirinê yên otomatîk de, sensorên refleksê hilberên ku li ser beltek veguheztinê derbas dibin vedîtin.Operatorê senzorê li yek alî li ser milê veguheztinê û refleksa nermî li tenişta aliyekî ye.Gava ku hilberek derbas dibe û tîrêjê diqewime, senzor di navbeynkariyê de vedişêre û îşaretek dişîne da ku kiryarên wekî rawestandina veguhastinê an veguhastina hilberê.

Yek ji wan feydeyên sensorên refleksiyonê şiyana wan e ku meriv li ser dûrên dirêj û toleransa wan bi cûrbecûr cûrbecûr taybetmendiyên erdê dixebite.Heya ku ronahiya têra xwe were xuyang kirin, ew dikarin bêyî tewangên rengîn an rûpelê erdê tiştan tespît bikin.Ev versatility ji bo otomatîk, navgîniya robot, û peywirên kategoriya kategoriyê, senzorên refleksan îdeal dike.

Sensor-Sensor

Sensorek bi rê ve ji du beşên sereke pêk tê: transmek û wergirek, li hember hev, bi gelemperî li dûr.Transmitter bi domdarî tîrêjek ronahiyê dişîne wergirê.Gava ku tiştek ev beam asteng dike, wergirek oklasasyonê vedîtin û ew veguherîne nav nîşanek elektronîkî, ku li ser operasyona veguherînê digire.

Ji bo sazkirina senaryoyê, hewceyê veguhastinê û wergirê pêdivî ye ku bi rastî bêne hev kirin.Ev tê de cihêrengiya helwesta xwe û angora wan tê vê da ku beza ji transmitter rasterast bi pêşangehê ve diçe.Pêdivî ye ku operatoran faktorên hawîrdorê yên wekî ronahiya paşîn û çavkaniyên potansiyel ên navbeynkariyê bifikirin da ku ji xapandina derewîn dûr bigirin.

Hêjmar 7: Sensor-BEAM

Mînakî, li ber deriyê depoyek mezin, bi navgîniya sensorên tîrêjê ji bo têketina nehêle çavdêriyê dikin.Transmitter û wergirê li her du aliyên derî têne danîn.Gava ku kesek an tiştek di derî re derbas dibe, tîrêj tê qutkirin û pergal alarmek digire.

Yek ji wan feydeyên mezin ên sensorên bi rêyên hestyariya wan e ku meriv li ser dûrên dirêj dixebite, ji bo çavdêriya herêmên mezin îdeal e.Detection li ser bingeha navbeynê ya tîrêjê ye, ji ber vê yekê sensor ji ber mezinahiya, reng, an avahiya avahiya tiştê ne hesas e.Lêbelê, pêdivî ye ku tişt bi qasî mezin be ku riya optîkî ya di navbera transmitter û wergirê de bigire.

Sensorên bejê bi berfirehî di otomatîk û pergalên ewlehiyê de têne bikar anîn, nemaze li hawîrdorên ku çavdêriya dûr û dirêj û pêbaweriya bilind hewce ne.Ew ji bo tespîtkirina tiştan li ser xetên hilberînê ne û şopandina tiştên bi lezgîn ên bilez in.Bi têgihiştina van hûrguliyên xebitandinê, operator dikarin bi karanîna sensorên tîrêjê bi navgîniya sensorên hestî û beza ewlehiyê bikin.

Sensora refleksê diffuse

Sensorên refleksê belav dikinEw bi ronîkirina ronahiyê û wergirtina ronahiyê ya ku ji tiştê ku tê pîvandin paşde tê veqetandin dixebite.Sensor bi taybetî ji bo tespîtkirina tiştan bi rûyên tevlihev an şikil, wek metal fabrîk, an irregularly shaped.

Pêşîn, hişmendiya hestiyar bicîh bikin ku li gorî taybetmendiyên refleksê yên materyal û rengên cûda bikin.Pêdivî ye ku operatoran li gorî refleksa taybetî ya lêkeran alavan bicîh bikin.Ev piştrast dike ku ronahiya berbiçav ji bo wergirtina wergirtinê bes e, ji ber ronahiya xwe ya pir bihêz an pir qels dûr xistin.

Figureikilî 8: Sensor refleksa diffuse

Mînakî, di pergalên pakkirinê yên otomatîk de, sensorên refleksê belav bikin ku li ser kaxezên pakkirinê labelan vedigirin.Operator senzor li hev dike da ku makîneyek bi rehetî her quncikê nas bike, di heman demê de labelan refleksiyonên cûda jî hene.Ev hewce dike ku kontrola rastîn a zirarê ya ronahiyê û hişmendiya wergirê hebe.

Sensorên belavkirinê dikarin ji ber belavbûna ronahiya uneven pirsgirêkan ceribandin, nemaze dema ku ronahî ji pişta lêkeran nîşan dide ji ronahiya ku ji pêş ve hatî xuyang kirin.Ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê, sensor bi karanîna teknolojiya multi-point ve hatî çêkirin ku xeletiyan kêm bikin.Pêdivî ye ku operatoran van faktoran bifikirin û ezmûnek hestyarî û zexta hestyarî destnîşan bikin da ku tespîta rast û pêbawer peyda bikin.

Karûbarên birêkûpêk û kalibrasyonê operasyona domdar a dirêj-dirêj piştrast bikin.Ev di nav de paqijkirina lensên sensor heye da ku pêşî li tov û nehfên ji navbeynkariyê bi veguhestina ronahiyê bigirin.

Sourcesavkaniyên ronahiyê yên cûda ji bo senzorên optîkî

Sourceavkaniya ronahiyê ji bo sêwir û fonksiyonên sensorên optîkî pir girîng e.Sensorên optîkî yên nûjen bi gelemperî çavkaniyek ronahiyek monochromatîk bikar tînin, ku ronahiyek domdar, domdar peyda dike, ku pîvandinên bilind-rastîn û danûstendinên optîkî bicîh tîne.

Lasers bi atomên balkêş ên bi atomên taybetî re, mîna gazê, kristalek, an kelek taybetî, gelek hevsengên ronahî yên ronahiyê hilberînin.Rêzika ku ji hêla lazerê ve hatî hilberandin pir balê dikişîne û dikare li ser dûrên dirêj bêyî belavbûna girîng were veguheztin.Ev ji wan re ji bo serlêdanên ku hewcedarîyên rastîn û danûstandinên dûr û dirêj, wekî ragihandina fiber optîk û amûrên pîvandinê yên rastîn e.Di Operasyonê de, Lasers hewceyê rêveberiya hêzê ya rastîn û kontrola jîngehê hewce dike ku hilberîna domdar biparêze.Ji ber xetereyên potansiyel ên lasînerên giran, operator divê rêveberiya lazerê ya ewle piştrast bikin.

LEDs (ronahiyên ronahiyê) ji bo mezinahiya xwe ya piçûk, karbidestiya bilind, û jiyanek dirêj nirx in.Ew ji hêla recombination elektron û holên di materyalek nîvrukorker de (bi gelemperî herêmên doped ên Doped-Tîpa N- û P-P-Tîp) ronî dikin.Leds dikare cûrbecûr cûrbecûr yên pêlên pêlavê ji ultraviolet veşêrin.Ronahiya nexwendewar a LED-ê ji bo cûrbecûr serlêdanên ronahî û nîşanan, wek roniyên trafîkê û pergalên ronahiyê yên hişmend e.Ledên damezrîner bi rengek hêsan e û ne hewce dike ku tedbîrên ewlehiya tevlihev wekî lasers bikar neynin.Lêbelê, piştrastkirina domdar û durustkirina çavkaniyên ronahiya LED hewceyê kontrola heyî ya rastîn hewce dike.

Herdu çavkaniyên ronahiyê xwedan feydeyên û nerazîbûnên xwe hene.Hilbijartin bi daxwazên serlêdana taybetî ve girêdayî ye.Lasers bi gelemperî di ezmûnên optîkî yên rastîn û danûstendinên optîkî yên bilind de têne bikar anîn, dema ku LED bi gelemperî di sîstemên elektronîkî û nîşankirina sîstemên bi gelemperî têne bikar anîn.

Nîşana asta liquid li ser bingeha sensor optîk

Nîşanek asta liquidê li ser bingeha senaryoyek optîkî amûrek pîvana rastîn e ku prensîbên refraction û refleksê ronahiyê bikar tîne da ku guhartinên di asta liquid de were tespît kirin.Ew ji sê beşên sereke pêk tê: LEDek infrared, fototransistor, û tipek prismê ya zelal.

Hêjmar 9: Sensor asta optîkî

Dema ku tifinga prîzê li hewayê ye, ronahiya ji LED-ê ya infrared di nav prîzê de bertekên navxweyî yên navxweyî diherike, piraniya ronahiyê li fototransistê nîşan dide.Di vê dewletê de, transistor ronahiyek din digire û nîşanek bilindtir dike.

Dema ku tifinga prîzê di nav liquidê de tê qewirandin, cûdahiya di navgîniya refraksiyonê ya di navbera mîqdar û hewayê de dibe sedema ku ji prismê xelas bibe.Ev dibe sedema ronahiya kêmtir ku bigihîje fototransistor, bi vî rengî ronahiyê kêm dike û nîşana derketinê kêm dike.

Sazkirin û Pêngavên Debugging:

Bawer bikin ku ew paqij e: Pêdivî ye ku tipê prismê paqij û bêserûber be da ku pêşî li xwendina neheq be.Her ax û rûniştinê dê bandorê li ser refleksa ronahiyê bike.

Sensorê helwest bikin: Bi rastiya asta bendewar a asta asta tîrêjê re rast bikin.Helwesta hestiyê bicîh bikin da ku ew bi rengek rast û rabûna asta liquidê biqedîne.

Ev asta nîşana bêyî ku ji rengê an zelaliya liquidê bandor be.Ew bi guncanî di nav cûrbecûr medya derewîn de, tevî tîrêjên tîrêjê an rengîn dixebite.Sensorên optîkî rêbazek ne-têkiliyê ya pîvana asta liquid peyda dikin, kêmkirina metirsiya hestiyariya sensor û konteynir, û bi vî rengî jiyana alavên xwe dirêj dikin.

Serîlêdana senzorên optîkî

Sensorên optîkî di gelek waran de ji ber hişmendî û rastiya wan ya bilind têne bikar anîn.Li jêr danasînek li ser hin deverên serîlêdana sereke ye.

Amûrên otomatîkî yên komputer û Ofîsê: Li Komputer û Kopker, Sensorên optîkî pozîsyon û tevgera kaxezê kontrol dikin.Van senzanan di dema çapkirinê de, kêmkirina kem û xeletî, pêşiya rastîn û ejecêjiyê rast dikin.Di heman demê de di ronahîkirina ronahîkirina otomatîk de, wek roniyên senzorê li hewşên konferansê, ku mirovan vedibêje û bixweber roniyên li ser û vekişandin, enerjî û zêdekirina enerjiyê vedigire.

Pergalên ewlehî û çavdêriyê: Di pergalên ewlehiyê de, sensorên optîkî ji bo tespîtkirina navgîniyê bi berfirehî têne bikar anîn.Gava ku pencereyek an derî tê vebûn û alarmek vedişêrin.Di wênekêşiyê de, sensorên optîkî yên di synchronizên flash de piştrast dikin ku firokeyên flash di demek çêtirîn de ji bo bandorên ronîkirina xweştirîn agir dike.

Serlêdanên biyomedîkî: Di zeviya bijîjkî de, sensorên optîkî rûmeta bîhnek nexweş û dilê nexweşan bişopînin.Bi analîzkirina guhertinên di ronahiya berbiçav de, ew tevgerên piçûk ên piçûk ên bi rêjeya rêjeya respirasyonê ya ne-invasively vedîtin.Monitorên Rêjeya Hilbijartina Optîk LED bikar tînin ku bi çerm ronahî bikin û mîqdara ku ji hêla xwînê ve hatî xemilandin û nîşan bidin ku ji hêla xwînê ve hatî hesibandin da ku rêjeya dil were hesibandin.

Sensorek ronahiyê ya hawîrdor: Di smartphones û tabletan de, sensorên ronahiyê yên hawîrdorê bixweber ronahiya ekranê bicîh dikin da ku li gorî şertên ronahiyê yên li gorî ronahiya ronahiyê xweş bikin û enerjiya batterê hilînin.Van senzoran hewceyê kalibrasyona rastîn û taybetmendiyên bersivdayîna hesas in ku bi lez û bez biguhezînin şertên ronahiya hawîrdorê û bi ezmûnek dîtbarî ya rehet peyda bikin.

Xelasî

Serlêdanên sensên optîkî di warên teknolojîk ên cihêreng de fonksiyona xwe ya berbiçav û performansa bikêr nîşan didin.Ji senzêrên optîkî yên ji bo veberhênerên cûda û bi hestyariyên cûda yên hestyarî, her cûre sensorek optîkî xwedî avantajên bêhempa ne û dikarin hewcedariyên çavdêriya cûda bicîh bînin.Di Otomasyona pîşesaziyê de, ew tespîtkirin û kontrolkirina bilind-berbiçav peyda dikin;di elektronîkên xerîdar de, ew hişmendiya alavên baştir dikin;Li biyomedicine û çavdêriya jîngehê, ew rastbûn û pêbaweriya daneyê piştrast dikin.Di pêşerojê de, digel pêşkeftina domdar û nûbûnek teknolojiyê, dê sensorên optîkî dê di warên mezintir de rolek girîngtir bilîzin û pêşkeftina pîşesaziyên cûda yên di rêgezên îstîxbaratî û otomatê de pêşve bixin.

Pirsên Pirs: Pirs]

1 Ango Analog Analog an Dîjîtal e?

Sensorên optîkî dikarin li gorî sêwirana wan û celebê nîşana hilberînê girêdayî bin.Sensorên optîkî yên Analogê nîşana voltaja bi domdarî ya ku bi zorê ve girêdayî ye ku bi ziraviya ronahiya tespîtkirî ve girêdayî ye.Sensorên optîkî yên dîjîtal nîşanên dîjîtal derdikevin, wek kodên binary, ku bi gelemperî ji nîşanên analogê têne veguheztin bi navgîniya veguherînek analog-dîjîtal.

2 Feydeyên hestek optîkî çi ne?

Feydeyên sereke yên sensorên optîkî ev in:

Hestbûn û rastiya bilind: Bikaribin nîşanên ronahiyê yên qels û guhertinên xwerû yên qels bibînin.

Pîvana ne-têkiliyê: Pîvandin bêyî têkilî an navbeynkariyê bi hedef, guncan ji bo tespîtkirina madeyên qirêj an xeternak pêk tê.

Wexta Bersivê ya Bilez: Bikaribin zû bersivê bidin guhartinên optîkî yên li jîngehê, ji bo pîvandinên dînamîkî.

Adaptasyona berbiçav: dikare di nav şert û mercên hawîrdorê de, tevî hawîrdorên dijwar an xeternak bixebite.

3. Meriv çawa hestek optîkî ceriband?

Testkirina sensorên optîkî bi gelemperî gavên jêrîn pêk tîne:

Jîngeha testê amade bikin: piştrast bikin ku şertên ronahiya hawîrdorê bi taybetmendiyên xebitandinê yên Sensor re hevdîtin dikin.

Amûrê bi girêdanê ve girêbide: Sensor bi cîhaza xwendinê ve, wek multimeter an computer ve girêdin.

Calibration: Sensor li gorî rêwerzên hilberîner piştrast bikin da ku rastiyê piştrast bikin.

Sourceavkaniyek ronahiyek testê bicîh bikin: çavkaniyek ronahiyê ya ronahiyê ya ku ji bo ronîkirina sensor bikar bînin bikar bînin.

Derketin û Derketina Derketinê: Derketina Sensor tomar bikin û kontrol bikin ku ew bersivên ku li bendê ne ku di çavkaniya ronahiyê de biguheze.

4. Cûdahiya di navbera hestek optîkî û sensorek infrared çi ye?

Cûdahiya bingehîn a di navbera sensorên optîkî û infrared de rêza pêlên pêlên ronahiyê ye ku ew tespît dikin.Sensorên optîkî bi gelemperî ji senzoran re dibêjin ku meriv bi dirûvê diranên di rêza xuya de ne.Sensorên infrared bi taybetî bi çavên roniyên ronahiyê yên infrared vedîtin, ku ji çavê mirovî nedîtî ne.Sensorên infrared bi gelemperî di kamerayên germî yên germî de, alavên dîtina şevê, û hin celeb alavên ragihandinê têne bikar anîn.

5. Sensorên optîkî pasîf an çalak in?

Sensorên optîkî dikarin bi pasîf an çalak bin, li gorî gelo ew hewceyê çavkaniyek ronahiyek derveyî ye.

Sensorên optîkî yên pasîf: ti çavkaniyek ronahiyê ya zêde ne hewce ye, ew bi tespîtkirina ronahiyê ji jîngehê, mîna tîrêja tîrêjê an ronahiya heyî dixebitin.

Sensorên optîkî yên çalak: Ji bo ronîkirina hedefê hewceyê çavkaniyek ronahiyek derveyî hewce dike û piştre ronahiya ku ji hedef tê vegotin an veguhestin.